Tài liệu Giáo trình dinh dưỡng gia súc

TRƯỜG ĐẠI HỌC ÔG LÂM HUẾ Giáo trình DIH DƯỠG GIA SÚC PGS. TS. Lê Đức goan HÀ XUẤT BẢ ÔG GHI ỆP LỜI MỞ ĐẦU Trong những năm gần đây, việc đổi mới phương pháp giảng dạy đã trở nên bức thiết và cấp bách. Sinh viên đã và sẻ là trung tâm của dạy và học. Giáo trình là khâu quan trọng không thể thiếu được nhằm góp phần thực hiện tốt việc đổi mới phương pháp giảng dạy. Quyển “Giáo trình Dinh dưỡng gia súc” do TS. Lê Đức Ngoan biên soạn và xuất bản ở nhà xuất bản Nông nghiệp năm 2002 nhằm cung cấp cho sinh viên đại học những kiến thức cơ bản về dinh dưỡng động vật nói chung và dinh dưỡng gia súc nói riêng. Biên soạn và bổ sung và chuyển thể thành giáo trình điện tử năm 2006. Giáo trình dày khoảng 150 trang A4, bao gồm 12 chương. Bố cục và nội dung các chương rõ ràng. Để hoàn thành tập tài liệu có giá trị này, tác giả đã tham khảo rất nhiều tài liệu trong và ngoài nước, và có những sách và tài liệu mới xuất bản trong những năm gần đây (2000 – 2001). Trong khuôn khổ thời lượng của một môn học “Dinh dưỡng gia súc” với 4 học trình (60 tiết, bao gồm cả thực hành, thực tập), cho nên nội dung sách không thể bao trùm hết những vấn đề chuyên sâu của môn học dinh dưỡng được. M ong bạn đọc góp cho chúng tôi những ý kiến quý báu để tài liệu hoàn chỉnh hơn. “Giáo trình Dinh dưỡng gia súc” đã được GS.TS. Vũ Duy Giảng đọc và góp ý. Chúng tôi xin chân thành cám ơn những đóng góp có giá trị của giáo sư. Chúng tôi cũng xin chân thành cám ơn trước sự góp ý của bạn đọc. M ọi đóng góp xin gửi về địa chỉ: TS. Lê Đức Ngoan, khoa Khoa học vật nuôi, trường đại học Nông Lâm Huế. 24 Phùng Hưng, Huế. Tel. 054 525 439; Fax 054 524 923; E.mail: [email protected] PGS.TS. Trần Văn M inh Hiệu trưởng, chủ tịch HĐKH Trường đại học Nông Lâm Huế 2 MỤC LỤC ỘI DUG Trang CHƯƠG I................................................................................................................................... 7 GIA SÚC VÀ THỨC Ă CỦA GIA SÚC.......................................................................................... 7 I. KHÁI NIỆM ....................................................................................................................... 7 1.1. Thức ăn là gì?............................................................................................................. 7 1.2. Dinh dưỡng là gì?........................................................................................................ 7 1.3. Chất dinh dưỡng là gì?................................................................................................. 7 II. THÀNH PHẦN THỨC ĂN................................................................................................... 8 Chất dinh dưỡng...................................................................................................................... 8 2.1. ước ......................................................................................................................... 9 2.2. Vật chất khô ..............................................................................................................10 III. PHÂN TÍCH THỨC ĂN ......................................................................................................10 3.1. Các phương pháp phân tích gần đúng.............................................................................10 3.2. Các phương pháp phân tích hiện đại ..............................................................................12 CHƯƠG II.................................................................................................................................14 ƯỚC VÀ HU CẦU ƯỚC CỦA GIA SÚC..................................................................................14 I. C HỨC NĂNG CỦA NƯỚC.......................................................................................................14 1.1. ước và trao đổi chất của cơ thể ...................................................................................14 1.2. ước trao đổi.............................................................................................................14 1.3. ước và sự điều chỉnh nhiệt độ cơ thể.............................................................................15 1.4. Sự hấp thu nước .........................................................................................................15 1.5. ước cơ thể ...............................................................................................................16 1.6. Thay đổi nước (Water turnover) ....................................................................................16 1.7. guồn nước ...............................................................................................................16 1.8. Sự mất nước ..............................................................................................................17 1.9. Điều chỉnh uống nước..................................................................................................18 II. NHU CẦU NƯỚC .................................................................................................................19 2.1. Yếu tố khIu phần ăn....................................................................................................19 2.2. Yếu tố môi trường .......................................................................................................19 2.3. Lượng nước hàng ngày ................................................................................................21 2.4. Hạn chế nước uống .....................................................................................................21 2.5. Chất lượng nước.........................................................................................................22 CHƯƠG III ...............................................................................................................................24 CACBO HYDRAT......................................................................................................................24 I. II. KHÁI NI ỆM.........................................................................................................................24 PHÂN LOẠI CACBON HYDRAT..............................................................................................24 2.1. Monosaccarit...................................................................................................................26 2.2. Oligosaccarit ...................................................................................................................27 2.3. Polysaccarit (Glycan) ........................................................................................................28 CHƯƠG IV................................................................................................................................32 LIPIT ..........................................................................................................................................32 I. KHÁI NI ỆM, PHÂN LOẠI VÀ CHỨC NĂNG ................................................................................32 1.1. Khái niệm..................................................................................................................32 1.2. Chức năng.................................................................................................................32 1.3. Phân loại ..................................................................................................................32 II. TIÊU HÓA VÀ HẤP THU LIPIT ...............................................................................................37 2.1.Gia súc dạ dày đơn ............................................................................................................37 2.2. Gia súc nhai lại................................................................................................................38 III. TÍCH LŨY MỠ ..................................................................................................................38 3.1. guồn thức ăn tác động đến tích lũy mỡ cơ thể ở gia súc dạ dày đơn....................................38 3.2. guồn thức ăn tác động đến mỡ sữa và mỡ cơ thể ở động vật nhai lại...................................39 3 CHƯƠG V.................................................................................................................................40 TIÊU HOÁ VÀ HẤP THU CÁC CHẤT DIH DƯỠG....................................................................40 I. T IÊU HÓA Ở GIA SÚC DẠ DÀY ĐƠN ..........................................................................................42 1.1. Tiêu hóa ở miệng........................................................................................................42 1.2. Tiêu hoá ở dạ dày .......................................................................................................42 1.3. Tiêu hoá ở ruột non.....................................................................................................43 1.4. Tiêu hoá ở ruột già .....................................................................................................44 1.5. Tiêu hoá ở lợn con ......................................................................................................45 1.6. Tiêu hoá ở gia cầm .....................................................................................................45 1.7. Hấp thu các chất dinh dưỡng ở gia súc dạ dày đơn............................................................46 II. T IÊU HÓA Ở GIA SÚC NHAI LẠI ...............................................................................................47 2.1. Đặc điểm cấu tạo đường tiêu hoá và đặc điểm tiêu hoá......................................................47 2.2. Vi sinh vật dạ cỏ.........................................................................................................48 2.3. Tiêu hóa carbohydrate.................................................................................................49 2.4. Tiêu hóa protein .........................................................................................................51 2.5. Phân giải và chuyển hóa mỡ ở dạ cỏ ..............................................................................54 2.6. Tổng hợp vitamin ở dạ cỏ.............................................................................................55 2.7. Các động thái tiêu hoá ở gia súc nhai lại.........................................................................55 CHƯƠG VI................................................................................................................................56 PROTEI VÀ CÁC PHƯƠG PHÁP XÁC ĐNH GIÁ TRN PROTEI CỦA THỨC Ă.....................56 I. II. KHÁI NIỆM ......................................................................................................................56 PHÂN LOẠI PROTEIN TRONG THỨC ĂN ...........................................................................56 2.1. Protein .....................................................................................................................56 2.2.  phi protein (on Protein itrogen - P) ....................................................................59 2.3. Amin ........................................................................................................................59 2.4. Amit.........................................................................................................................60 III. CÁC PHƯƠNG PHÁP XÁC ĐNN H GIÁ TRN PROTEIN ............................................................60 3.1. Protein thô (Crude Protein) ..........................................................................................60 3.2. Protein thuần (True Protein).........................................................................................61 3.3. Protein tiêu hóa (Digestible Crude Protein).....................................................................61 3.4. Các chỉ số protein dùng cho lợn và gia cầm .....................................................................61 3.5. Protein lý tưởng (Ideal Protein):....................................................................................64 3.6. Chỉ số protein dùng cho gia súc nhai lại..........................................................................64 CHƯƠG VII ..............................................................................................................................66 TRAO ĐỔI ĂG LƯỢG VÀ CÁC PHƯƠG PHÁP XÁC ĐNH GIÁ TRN ĂG LƯỢG CỦA THỨC Ă....................................................................................................................................66 I. TRAO Đ ỔI N ĂN G LƯỢN G.......................................................................................................66 1.1. Khái niệm chung.........................................................................................................66 1.2. Chuyển hóa năng lượng của thức ăn...............................................................................66 1.3. Hiệu suất sử dụng năng lượng trao đổi ...........................................................................70 II. HỆ THÔN G ƯỚC TÍN H VÀ BIỂU THN GIÁ TRN N ĂN G LƯỢN G.................................................72 2.1. Hệ thống tổng các chất dinh dưỡng tiêu hóa (Total Digestible utrients - TD) .....................73 2.2. Hệ thống đương lượng tinh bột (Starch Equivalent System - SES).........................................73 2.3. Hệ thống EF của Đức................................................................................................73 2.4. Hệ thống đơn vị thức ăn của Pháp .................................................................................74 2.5. Hệ thống biểu thị giá trị năng lượng ở UK.......................................................................74 2.6. Đơn vị thức ăn của Việt am ........................................................................................75 CHƯƠG VIII.............................................................................................................................78 VITAMI ....................................................................................................................................78 I. II. KHÁI N IỆM ......................................................................................................................78 VITAMIN TAN TRON G DẦU .............................................................................................79 2.1. Vitamin A..................................................................................................................79 2.2. Vitamin D..................................................................................................................81 2.3. Vitamin E..................................................................................................................83 2.4. Vitamin K..................................................................................................................84 4 III. VITAMIN TAN TRON G N ƯỚC ...........................................................................................85 3.1. Vitamin nhóm B..........................................................................................................85 CHƯƠG IX................................................................................................................................91 CHẤT KHOÁG..........................................................................................................................91 I. II. KHÁI N I ỆM CHUN G..............................................................................................................91 KHOÁN G ĐA LƯỢN G............................................................................................................92 2.1. Canxi (Ca) ................................................................................................................92 2.2. Phôtpho (P)...............................................................................................................94 2.3. atri (a) và Clo (Cl): ................................................................................................95 2.4. Kali (K) ....................................................................................................................95 2.5. Manhê (Mg)...............................................................................................................96 2.6. Lưu huỳnh (S) ............................................................................................................96 III. KHOÁN G VI LƯỢN G .............................................................................................................97 3.1. Sắt (Fe).....................................................................................................................97 3.2. Đồng (Cu).................................................................................................................98 3.3. Coban (Co) ...............................................................................................................99 3.4. Kẽm (Zn)...................................................................................................................99 3.5. Mangan (Mn).............................................................................................................99 3.6. Iốt (I) ..................................................................................................................... 100 3.7. Selen (Se) ................................................................................................................ 100 3.8. Flo (F).................................................................................................................... 100 3.9. Arsen (As) ............................................................................................................... 100 CHƯƠG X............................................................................................................................... 101 CÁC PHƯƠG PHÁP XÁC ĐNH GIÁ TRN DIH DƯỠG CỦA THỨC Ă................................. 101 I. CÂN BẰN G CHẤT .......................................................................................................... 101 1.1. Cân bằng nitơ .......................................................................................................... 101 1.2. Cân bằng cácbon...................................................................................................... 102 II. TỶ LỆ TIÊU HÓA ............................................................................................................ 102 2.1. Khái niệm................................................................................................................ 102 2.2. Các phương pháp xác định ......................................................................................... 103 CHƯƠG XI.............................................................................................................................. 113 HU CẦU DIH DƯỠG CỦA GIA SÚC .................................................................................... 113 I. II. KHÁI N IỆM VỀ N HU CẦU DIN H DƯỠN G ......................................................................... 113 N HU CẦU DIN H DƯỠN G CHO GIA SÚC DUY TRÌ ............................................................. 114 2.1. Trao đổi cơ bản........................................................................................................ 114 2.2. Trạng thái duy trì và ý nghĩa....................................................................................... 114 2.3. hu cầu năng lượng .................................................................................................. 115 2.4. hu cầu protein........................................................................................................ 117 2.5. Các yêu tố ảnh hưởng nhu cầu duy trì........................................................................... 118 III. N HU CẦU CHO SIN H TRƯỞN G........................................................................................ 118 3.1. Đặc điểm sinh trưởng ................................................................................................ 118 3.2. hu cầu năng lượng .................................................................................................. 119 3.3. hu cầu protein cho sinh trưởng.................................................................................. 120 3.4. hu cầu khoáng ....................................................................................................... 122 IV. N HU CẦU CHO SIN H SẢN ............................................................................................... 123 4.1. Đặc điểm sinh sản và ảnh hưởng của dinh dưỡng............................................................ 123 4.2. hu cầu của gia súc đực sinh sản ................................................................................ 124 4.3. Kích thích tăng sinh sản (Flushing).............................................................................. 125 4.4. hu cầu dinh dưỡng gia súc cái mang thai .................................................................... 125 V. N HU CẦU CHO TIẾT SỮA ............................................................................................... 126 5.1. Đặc điểm và sự hình thành sữa.................................................................................... 126 5.2. ăng suất và thành phần sữa ...................................................................................... 127 5.3. hu cầu dinh dưỡng cho bò sữa................................................................................... 128 5.4. hu cầu cho lợn nái nuôi con...................................................................................... 129 VI. N HU CẦU CỦA GIA CẦM ĐẺ TRỨN G .............................................................................. 130 6.1. Đặc điểm của gia cầm đẻ trứng ................................................................................... 130 5 6.2. hu cầu dinh dưỡng .................................................................................................. 131 CHƯƠG XII ............................................................................................................................ 134 THU HẬ THỨC Ă ............................................................................................................... 134 I. CÁC KHÁI N IỆM ............................................................................................................ 134 1.1. Thu nhận thức ăn...................................................................................................... 134 1.2. Điều chỉnh lượng ăn vào ............................................................................................ 134 II. LƯỢN G ĂN VÀO CỦA GIA SÚC DẠ DÀY ĐƠN ................................................................. 135 2.1. Trung tâm điều khiển................................................................................................. 135 2.2. Quan sát cảm quang (Sensory appriasal) ...................................................................... 136 2.3. Các yếu tố sinh lý ..................................................................................................... 136 2.4. Thiếu chất dinh dưỡng ............................................................................................... 137 2.5. Chọn lựa thức ăn...................................................................................................... 137 III. LƯỢN G ĂN VÀO Ở GIA SÚC N HAI LẠI..................................................................................... 138 3.1. Thuyết điều hóa, điều nhiệt và lipit............................................................................... 138 3.2. Cảm quang.............................................................................................................. 139 3.3. Yếu tố vật lý............................................................................................................. 139 3.4. Trạng thái sinh lý...................................................................................................... 140 IV. DỰ ĐOÁN LUỢN G ĂN VÀO................................................................................................... 140 TÀI LIỆU THAM KHẢO CHÍH................................................................................................ 142 6 CHƯƠG I GIA SÚC VÀ THỨC Ă CỦA GIA SÚC Thức ăn đóng một vai trò quan trọng không những chiếm tỷ lệ cao (60-80% chi phí cho sản phNm chăn nuôi) mà còn quyết định sự tồn tại của ngành chăn nuôi. Trong chương này chúng tôi trình bày một số khái niệm cơ bản có liên quan đến các chương sau. Yêu cầu sinh viên nắm vững các khái niệm nhưng không nhất thiết phải học thuộc. I. KHÁI IỆM 1.1. Thức ăn là gì? Thức ăn là vật liệu mà sau khi gia súc ăn vào có khả năng tiêu hóa, hấp thu và đồng hóa. N ói chung, thuật ngữ “thức ăn” để mô tả những vật liệu có khả năng ăn được nhằm cung cấp chất dinh dưỡng cho gia súc. Trong thực tế không phải tất cả các vật liệu ăn vào đều được tiêu hóa. Ví dụ: cám gạo, bột ngô, bột cá, bột đỗ tương là những thức ăn có thể tiêu hóa hoàn toàn nhưng cỏ khô và cỏ tự nhiên là những thức ăn không phải tất cả các chất có trong đó đều tiêu hóa được. Để khái quát khái niệm này, chúng ta có thể định nghĩa thức ăn như sau: Thức ăn là những sản phIm thực vật, động vật và khoáng vật được cơ thể gia súc ăn vào, tiêu hóa, hấp thu và sử dụng cho các mục đích khác nhau của cơ thể. 1.2. Dinh dưỡng là gì? Trong từ điển, dinh dưỡng được định nghĩa như là những bước chuyển tiếp nhờ đó mà cơ thể sống đồng hóa thức ăn và sử dụng nó cho duy trì, cho sinh trưởng và tạo sản phNm. Đó là định nghĩa chung nhất cho cả thực vật và động vật. Khái niệm đơn giản hơn về dinh dưỡng, đó là những quá trình hóa học và sinh lý của sự chuyển hóa thức ăn thành các mô và hoạt chất sinh học của cơ thể. Các quá trình này bao gồm sự thu nhận thức ăn, sự tiêu hóa và hấp thu các chất dinh dưỡng, vận chuyển các chất đã hấp thu đến tế bào và loại bỏ những chất cặn bã ra khỏi cơ thể. Vì vậy, hóa học, sinh hóa và sinh lý học là cơ sở của dinh dưỡng học và công cụ để nghiên cứu dinh dưỡng. Dinh dưỡng học nghiên cứu các quá trình trên nhằm giúp cho cơ thể động vật chuyển hóa thức ăn thành sản phNm chính mình một cách hiệu quả nhất. M ục đích của dinh dưỡng là nghiên cứu xác định nhu cầu các chất dinh dưỡng của động vật một cách chính xác nhất. 1.3. Chất dinh dưỡng là gì? Chất dinh dưỡng là các nguyên tố hay hợp chất hóa học có trong khNu phần làm thỏa mãn sự sinh sản, sinh trưởng, tiết sữa hay duy trì quá trình sống bình thường. Sáu nhóm chất dinh dưỡng đã được phân loại như sau: nước, protein và amino axit, hyđrat cacbon, lipit, vitamin, và các nguyên tố khoáng. N ăng lượng mà tất cả gia súc đều cần được lấy từ mỡ, hyđrat cacbon và từ các sản phNm khử amin của các amino axit. Các chất dinh dưỡng cung cấp cho tế bào: nước, các vật liệu, các hợp chất cấu trúc (da, cơ, xương, thần kinh, mỡ) và chất điều chỉnh quá trình trao đổi chất trong cơ thể. Gia súc cần hơn 40 chất dinh dưỡng khác nhau và được lấy từ khNu phần thức ăn và có những chất bản thân cơ thể không tổng hợp được gọi là ”chất dinh dưỡng thiết yếu”, và một số chất bản thân có thể tổng hợp được gọi là “chất dinh dưỡng không thiết yếu”. N hóm chất dinh dưỡng thiết yếu bao gồm: các axit amin thiết yếu, các axit béo thiết yếu và các khoáng thiết yếu. 7 II. THÀH PHẦ THỨC Ă Bảng 1.1. Các chất dinh dưỡng mà gia súc, cây trồng và con người yêu cầu Chất dinh dưỡng N ước N ăng lượng hyđrat cacbon M ỡ: axit linoleic axit linolenic Protein: nitrogen các axit amin: arginin histidin isoleuxin leuxin lysin methionin phenyalanin prolin threonin trytophan valin Khoáng: bo canxi coban đồng chrôm clo fluor sắt iốt manhê molypden phot pho Cây trồng x x Gia súc x x ? x x x x N gười Chất dinh dưỡng x x ? x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x Khoáng (tiếp): kali selen silic kẽm nhôm brôm cesi stronti cadmium thủy ngân lithi chì nikên thiếc vanadi Vitamin: A C D E K B12 biotin cholin folacin niacin axit pantotenic pyridoxin riboflavin myo-inositol x x x x x x x x x x x x x Cây trồng Gia súc N gười x x x x x x x x x x x x ? ? x x x x ? ? ? ? ? ? x x x ? ? ? ? ? ? ? x x x x x x x x x x x x x x ? x x x x x x x x x x x x x x ? ? Không đủ bằng chứng để nói rằng thực vật, động vật hoặc con người có nhu cầu. Thức ăn gia súc phần lớn lấy từ sản phNm thực vật. Thực vật nhờ quá trình quang hợp mà tổng hợp được các hợp chất hữu cơ phức tạp từ CO2 và H 2O trong không khí, còn chất vô cơ lấy từ đất. N guồn năng lượng của thực vật được dự trữ dưới dạng hóa năng và gia súc có thể sử dụng và biến đổi cho phù hợp các mục đích khác nhau của cơ thể nó. N hư vậy, gia súc và thực vật đều chứa những hợp chất hóa học tương tự nhau và chúng ta có thể nhóm chúng lại như ở bảng 1.1. 8 2.1. ước Hàm lượng nước trong cơ thể gia súc rất khác nhau tùy theo theo tuổi. Gia súc non chứa 750-800 g nước/kg thể trọng, nhưng ở gia súc trưởng thành thì giá trị này còn 500 g. Hàm lượng nước trong cơ thể luôn luôn ổn định và gia súc sẽ chết nhanh khi thiếu nước hơn là thiếu thức ăn. nước giữ chức năng vô cùng quan trọng là dung môi để hóa tan các chất dinh dưỡng đến nuôi mô cơ, và chuyển chất thải từ mô cơ đến các cơ quan bài tiết. Do nhiệt riêng của nước cao nên khi động vật sản nhiệt lớn nhưng nhiệt độ cơ thể thay đổi rất ít. N ước cũng bị bốc hơi khỏi cơ thể qua phổi và qua da chính vì vậy nó có thêm chức năng nữa là điều hòa nhiệt độ cơ thể. N ước THỨC ĂN Hydrat cacbon Lipit Hữu cơ Protein và axit nuclêic Axit hữu cơ Vật chất khô Vitamin Lignin hỗn hợp; axit hữu cơ; các hợp chất tạo màu, mùi và vị; hormon... Vô cơ: Thiết yếu: Ca, Cl, K, M g, N a, P, S, Co, Cr, Cu, F, Fe, I, M n, Mo, N i,Se, Si, Sn, V, Zn. Không thiết yếu: Ag, Al, Au, Bi, Ge, H g, Pb, Rb,Sb, Ti. Độc: As, Cd, F, Hg, M o, Pb, Se, Si. Bảng 1.2. Thành phần một số thực vật và sản phNm động vật (g/kg tươi) Rau muống Cây ngô non Hạt gạo tẻ Hạt ngô tẻ Sữa bò Thịt nạc Trứng N ước Hydrat cacbon Lipit Protêin Khoáng 894 869,4 127,2 119 876 720 667 47 66,8 758 700,6 47 6 8 7 4 15 42,1 36 44 100 21 14 83,8 92,8 33 215 118 15 12 10 15 8 15 107 Gia súc lấy nước từ ba nguồn khác nhau: nước uống, nước có trong thức ăn và nước trao đổi. N ước trao đổi được hình thành trong quá trình ôxy hóa các chất hữu cơ có chứa hyđrô. Hàm lượng nước có trong thức ăn cũng rất khác nhau từ 60 g trong thức ăn tinh đến 900 g/kg trong một số củ, quả. Do khác nhau về hàm lượng nước trong thức ăn nên khi so sánh giá trị dinh dưỡng của thức ăn chúng ta thường biểu thị dưới dạng vật chất khô (VCK, Bảng 1.3). Hàm lượng nước trong thực vật liên quan nhiều đến giai đoạn sinh trưởng: cây non chứa nhiều nước hơn cây già và môi trường sinh sống; thực vật thủy sinh chứa nhiều nước hơn thực vật trên cạn. Gia súc mất nước từ 3 nguồn chủ yếu là thải qua phân, qua nước tiểu và qua mồ hôi, và một phần qua hơi thở. Trong điều kiện khí hậu nhiệt đới, nước uống là vấn đề trở ngại cho người chăn nuôi, nhất là ở những vùng khô hạn quanh năm hoặc các mùa vụ khan hiếm nước. 9 Bảng 1.3. Thành phần một số loại thức ăn tính g/kg vật chất khô Cỏ non Hạt lạc Sữa bò Thịt nạc Trứng Hydrat cacbon 685 214 379 21 24 Lipit 40 478 290 157 300 Protêin 175 285 266 768 355 Khoáng 100 23 65 34 321 2.2. Vật chất khô Vật chất khô được chia thành hai nhóm chất hữu cơ và chất vô cơ, tuy nhiên đối với một cơ thể sống khó để tách biệt hai nhóm này. Rất nhiều chất hữu cơ có chứa các chất vô cơ như là một thành phần cấu tạo của chúng. Ví dụ, protein chứa lưu huỳnh, lipit và hyđrat cacbon chứa phốt pho... Các bảng 1.2 và 1.3 cũng cho thấy sự khác nhau về thành phần VCK của thức ăn, hạt hòa thảo và cỏ chứa nhiều hyđrat cacbon, còn hạt họ đậu chứa nhiều lipit và protein. N gược lại, sản phNm động vật chứa rất ít hyđrat cacbon. Sự sai khác này do tế bào thực vật chứa nhiều xơ và tinh bột, còn tế bào động vật chứa nhiều prôtein và lipit. Hơn nữa, thực vật dự trữ năng lượng chủ yếu dưới dạng hyđrat cacbon như là tinh bột và đường fructan, còn động vật dự trữ dưới dạng mỡ. Hàm lượng mỡ cơ thể gia súc cũng rất khác nhau và liên quan tới tuổi: gia súc già chứa nhiều mỡ hơn gia súc non. Hàm lượng lipit trong thực vật rất thấp, ví dụ trong cỏ 40-50 g/kg VCK. Ở cả động và thực vật, prôtein là chất chứa nitơ chủ yếu và lượng nitơ chiếm 16% trong protein. Ở thực vật, hầu hết protein có ở các enzym và hàm lượng protein cao ở cây còn non và giảm dần theo tuổi. Ở động vật thì cơ, da, lông, móng và lông len chứa chủ yếu prôtein. Giống như prôtein, các axit nuclêic là những hợp chất chứa nitơ và đóng vai trò quan trọng trong việc tổng hợp prôtein trong cơ thể sống. Chúng mang thông tin di truyền của tế bào. Các axit hữu cơ có trong thực và động vật gồm axit xitric, malic, xucxinic và pyruvic. M ặc dù các axit này có mặt với lượng nhỏ nhưng chúng luôn luôn đóng vai trò quan trọng như là chất trung gian trong quá trình trao đổi chất của tế bào. Các axit hữu cơ khác hình thành trong quá trình lên men ở dạ cỏ hoặc trong thức ăn ủ chua như là axit axêtic, prôpiônic, butyric, và lắctic. Các vitamin có trong thực và động vật với một lượng cực kỳ nhỏ nhưng rất nhiều vitamin là thành phần quan trọng của hệ thống enzym. Sự khác nhau giữa động và thực vật ở chỗ, thực vật có khả năng tổng hợp vitamin cần cho quá trình trao đổi chất nhưng động vật thì không hoặc rất hạn chế, chúng cần lấy vitamin từ thức ăn. Các chất vô cơ trong thực và động vật gồm cácbon, hyđrô, ôxy, nitơ, ngoài ra có thêm canxi, phốt pho là những nguyên tố chính ở động vật, kali và silic ở thực vật. III. PHÂ TÍCH THỨC Ă Để xác định giá trị dinh dưỡng của thức ăn, phân tích hóa học là phương pháp quan trọng và bắt đầu từ khi có ngành dinh dưỡng. Theo sự phát triển của khoa học và sự tiến bộ của kỹ thuật về thiết bị phân tích mà số các nguyên tố hóa học có trong thức ăn đã được liệt kê càng nhiều. Thực tế, hai phương pháp phân tích thức ăn đang tồn tại: phân tích gần đúng và phân tích hiện đại. 3.1. Các phương pháp phân tích gần đúng Hiện nay có rất nhiều số liệu về thành phần hóa học của thức ăn đã phân tích theo phương pháp phân tích gần đúng hay phỏng định (Proximate analysis) do các nhà khoa học 10 Đức Henneberg và Stohmann tìm ra hơn 100 năm trước đây. Số liệu này có giá trị trong thời gian dài. Hệ thống phân tích này chia thức ăn ra 6 nhóm: độ Nm, khoáng, protein thô, chất chiết hữu cơ, xơ thô và dẫn suất không chứa nitơ. Hàm lượng Nm được xác định như là lượng mất đi khi sấy mẫu ở 1000C đến khi có khối lượng không đổi. Phương pháp này phù hợp với hầu hết các loại thức ăn, loại trừ thức ăn ủ chua vì dễ mất các axit béo bay hơi. Hàm lượng khoáng được xác định bởi lượng còn lại sau khi khoáng hóa mẫu ở 5500C đến khi loại hết cacbon. Phần còn lại này chứa tất cả các chất vô cơ có trong thức ăn hoặc các chất vô cơ liên kết với hữu cơ như lưu huỳnh, phôt pho trong protein. Tuy nhiên một số khoáng có thể bị bay hơi trong quá trình khoáng hóa như natri, clo, kali, phốt pho và lưu huỳnh. Vì vậy, hàm lượng khoáng cũng không thể đại diện một cách trọn vẹn cho các chất vô cơ trong thức ăn cả về số và chất lượng. Trong thực tế, ngoài lượng khoáng thực sự có trong thức ăn thì một lượng cát, đá từ môi trường bị lẫn vào trong khi chế biến, bảo quản đã làm tăng hàm lượng khoáng có trong thức ăn. Hàm lượng protein thô (crude protein, CP) được tính toán từ hàm lượng nitơ có trong thức ăn. Lượng nitơ này được xác định bởi phương pháp Kjeldahl có hơn 100 năm nay. Trong phương pháp này, thức ăn bị phân giải bởi axit sulphuric đậm đặc để chuyển toàn bộ nitơ thức ăn (trừ nitơ có ở dạng nitrat và nitrit) thành amôniắc ở dạng sulphát. Amôniắc được giải phóng nhờ N aOH và thu nó trong dung dịch axit chuNn. Lượng nitơ thu lại được xác định nhờ chuNn độ và giả thiết rằng nitơ chiếm 16% trong protein thì CP sẽ được tính bằng tích số nitơ với 6,25. Đây không phải là protêin thực (true protein) vì trong thức ăn có các axit amin tự do, amin và axit nuclêic đều có chứa nitơ. Hệ số chuyển đổi N thành prôtein khác nhau ở từng loại thức ăn (Bảng 1.4). Bảng 1.4. Hệ số chuyển đổi N thành protein thô (Jones, 1931) Protein thức ăn N itơ (g/kg) Hệ số Hạt bông 188,7 5,30 Đỗ tương 175,1 5,71 Lúa mạch 171,5 5,83 N gô 160,0 6,25 Yến mạch 171,5 5,83 Hạt mì 171,5 5,83 Trứng 160,0 6,25 Thịt 160,0 6,25 Sữa 156,8 6,38 Chất chiết hữu cơ (ether extract, EE) hay còn gọi là lipit thô (chất béo) được xác định bằng cách chiết suất mẫu trong ête dầu hỏa (petroleum ether) trong thời gian nhất định và phần tan trong dung môi hữu cơ (hoặc phần còn lại sau khi loại bỏ ête) chính là lipit thô. Phần này không những chứa lipit mà còn chứa cả các axit hữu cơ, alcohol, vitamin tan trong dầu và sắc tố. N ếu phân tích mẫu thực vật ta có thể thấy rõ màu xanh của chất chiết. Hydrat cacbon của thức ăn chứa 2 phần: xơ thô và dẫn suất không chứa nitơ. Xơ thô (crude fibre, CF) được xác định bằng cách thủy phân phần còn lại của mẫu sau khi xác định lipit trong axit và kiềm yếu. Phần hữu cơ còn lại chính là xơ thô. Xơ thô chứa hêmixenlulôz, xenlulôz và lignin, nhưng không phải bất cứ loại thức ăn cũng chứa đầy đủ các thành phần trên. 11 Có thể tóm tắt quá trình phân tích gần đúng theo sơ đồ 1.1 Mẫu khô không khí Sấy ở nhiệt độ 1050C Kjieldahl Mẫu khô tuyệt đối Chiết suất ête Mỡ thô Mẫu không chứa mỡ Protein thô Đun trong axit và kiềm Xơ thô + khoáng Đốt cháy trong lò nung Khoáng Sơ đồ 1. Sơ đồ các bước phân tích gần đúng Xơ thô Dẫn suất không đạm (N itrogen-free extractives, N FE) sẽ tính bằng 100 - (% CP + % CF + % EE + % khoáng + % Nm độ). N FE chứa các loại đường, fructan, tinh bột, pectin, axit hữu cơ và sắc tố. Vì sự không chính xác của các thành phần (như EE, N FE...) nên chúng ta gọi là phân tích gần đúng. Phương pháp này tồn tại rất lâu đời trong phân tích đánh giá giá trị dinh dưỡng của thức ăn. Cho đến ngày nay người ta vẫn còn sử dụng phương pháp gần đúng. Tuy nhiên, do thiết bị ngày càng được cải thiện nên các kỹ thuật phân tích càng được hoàn thiện hơn. 3.2. Các phương pháp phân tích hiện đại Trong những năm gần đây quy trình của phương pháp phân tích gần đúng đã bị nhiều nhà khoa học thay đổi nhiều vì thiếu độ chính xác. N hiều phòng thí nghiệm đã áp dụng quy trình phân tích mới. Quy trình này chủ yếu tập trung vào thành phần xơ thô, khoáng và N FE. Van Soest (1967) đã phát triển quy trình phân tích xơ mới bao gồm 2 thành phần xơ trung tính và xơ axit (Bảng 1.5). Xơ trung tính (N eutral-detergent fibre, N DF) là phần còn lại sau khi thủy phân với dung dịch Lauryl sulphat natri và ethylendiamin tetraaxetic (EDTA) nóng. N DF gồm chủ yếu lignin, xenlulôz và hêmi xenlulôz - coi như phần chứa vách tế bào. Xơ axit (Acid-detergent fibre, ADF) là phần còn lại sau khi thủy phân với dung dịch axit sulphuric 0,5M và cetyltrimethyl ammonium brômit. ADF chứa chủ yếu lignin thô và xenlulôz và cả silic của thực vật. Xác định ADF có ý nghĩa đặc biệt đối với thức ăn thô vì nó có liên quan chặt chẽ với khả năng tiêu hóa thức ăn. Xơ axit hoàn toàn không bị tiêu hóa bởi hệ thống enzym cơ thể gia súc. N hiều nước đã thay đổi chút ít trong quy trình phân tích ADF cho nên có thuật ngữ mới là xơ axit điều chỉnh-M ADF (M odified acid-detergent fibre). Ở động vật dạ dày đơn, đặc biệt trong dinh dưỡng người, thuật ngữ xơ khNu phần (dietary fibre) thường được sử dụng. Xơ khNu phần bao gồm lignin cộng với phần polysaccarit không được enzym cơ thể tiêu hóa. Xơ khNu phần rất khó được xác định ở phòng thí nghiệm và vì vậy thuật ngữ tương tự thay cho xơ khNu phần ra đời: Polysaccarit phi tinh bột (non-starch polisaccharides, N SP) rất phổ biến trong phân tích thức ăn. Hai dạng phương pháp để xác định N SP đang sử dụng là phương pháp enzym-trọng lực và phương pháp enzymhóa học. Phương pháp enzym-trọng lực nhằm xác định các thành phần và đưa ra không chi tiết dạng polysaccarit, còn phương pháp enzym-hóa học nhằm xác định từng hyđrat cacbon riêng biệt trong khNu phần. N SP có thể chia thành 2 thành phần phụ là tan và không tan. Phần 12 tan trong nước bao gồm gum, pectin, chất nhầy và một phần hêmixenlulose. Phần không tan gồm xenlulose và đa số hêmixenlulose. Hiện nay người ta chú ý nhiều đến 2 thành phần phụ này trong khNu phần người. N SP tan trong nước như đã biết làm thấp choleterol trong máu và phần không tan làm tăng kích thước phân và tăng tốc độ nhu động tá tràng có thể có lợi trong việc ngăn ngừa ung thư ruột. Bảng 1.5. Phân loại thành phần thức ăn thô sử dụng phương pháp Van Soest (1967) Thành phần N guyến sinh chất (tan trong dung dịch trung tính) Hợp chất Lipit, Đường, axit hữu cơ và chất tan trong nước Pectin, tinh bột N itơ phi protein (N on-protein N ) Protein dễ tan Vách tế bào (sợi xơ không tan trong dung dịch trung tính) 1. Tan trong dung dịch axit Hêmixenlulose, protein liên kết xơ 2. Xơ axit (Acid-Detergent Fibre, Xenlulose, lignin ADF) N itơ liên kết lignin Silic N hiều phương pháp phân tích hiện đại khác nhằm xác định từng loại đường, aminô axit và axit béo, trong đó có phương pháp sắc ký khí lỏng, quang phổ phản xạ và hấp phụ nguyên tử... Tuy nhiên, cùng với sự tiến bộ của khoa học về dinh dưỡng nhiều phương pháp mới nữa sẽ ra đời để xác định đầy đủ thành phần thức ăn và ảnh hưởng của chúng với đời sống con người và động vật.
13 CHƯƠG II ƯỚC VÀ HU CẦU ƯỚC CỦA GIA SÚC N ước thường không được coi là một chất dinh dưỡng nhưng theo định nghĩa thì nước hoàn toàn thoả mãn định nghĩa về chất dinh dưỡng. Sự sống không thể tồn tại nếu thiếu nước. N ước chiếm một nữa đến hai phần ba khối lượng cơ thể của gia súc trưởng thành và dưới 90% của gia súc mới sinh. Tầm quan trọng của nước đối với gia súc đã được nhận ra từ lâu. I. CHỨC ĂG CỦA ƯỚC N ước có hai chức năng cơ bản đổi với tất cả các loại động vật sống trên cạn: (1) là thành phần chính trong trao đổi chất của cơ thể, và (2) yếu tố chính trong điều hoà nhiệt độ cơ thể. N hững chức năng này sẽ đựơc đề cập ở phần dưới đây. 1.1. ước và trao đổi chất của cơ thể Trên quan điểm về chức năng, nước rất cần cho cuộc sống. Khi cây trồng, vật nuôi không được cung cấp đủ nước thì chết một cách nhanh chóng. Tất cả các phản ứng sinh hoá xảy ra đều cần nước. N hiều chức năng sinh học của nước phụ thuộc vào đặc tính hoạt động như là dung môi của nhiều loại hợp chất; nhiều hợp chất dễ dàng ion hoá trong nươc. Đặc tính chất dung môi là hết sức quan trọng vì hầu hết nguyên sinh chất là hỗn hợp của chất keo và á tinh trong nước. Hơn nữa, nước còn là môi trường vận chuyển các dưỡng chấp trong đường tiêu hoá, và là cho nhiều chất trong máu, dịch tế bào, mô cơ và chất tiết, và có trong các chất thải như nước tiểu và mồ hôi. N ước làm loảng chất chứa trong tế bào và dịch của cơ thể để cho các chât hoá học có thể di chuyển tự do trong tế bào và trong đường tiêu hoá. Vì vậy, nước làm nơi vận chuyển các chất dinh dưỡng đi và đến các nơi cần thiết của quá trình trao đổi chất. N goài ra, nước có mặt trong nhiều phản ứng hoá học. Trong quá trình thuỷ phân, nước là chất nền trong phản ứng; và trong quá trình ôxy hoá, nước là sản phNm của phản ứng hoá học. 1.2. ước trao đổi N ước trao đổi hay còn gọi là nước của quá trình ôxy hoá là kết quả của sự ôxy hoá chất hữu cơ trong tế bào cơ thể. Ôxy hoá 1 mol glucoz cần 6 mol ôxy và sinh ra 6 mol CO2 và 6 mol nước. Lượng CO2 cần để ôxy hoá tinh bôt, mỡ và protein có khác nhau (bảng 1). Số liệu cho thấy ôxy hoá mỡ (2,02 l) cần nhiều ôxy hơn tinh bột và protein. N ếu biểu thị lượng ôxy trên 1 gam nước hình thành thì protein cần 2,44 lit O 2. N ươc trao đổi sinh ra từ mỡ (1,07 g) cao hơn từ tinh bột và protein. Bảng 2.1. Lượng nước trao đổi hình thành từ oxy hóa các chất dinh dưỡng Chất dinh dưỡng Tinh bột Mỡ Protein Lượng oxy/1 g thức ăn (lit) Thức ăn N ước hình thành 0,83 1,49 2,02 1,88 0,97 2,44 N ước trao đổi trên 1 g thức ăn (g) 0,56 1,07 0,40 Tiêu hoá và trao đổi mỡ, hydrat cacbon và protein làm tăng hô hấp, sinh nhiệt và đối với protein tăng thải ure trong nước tiểu và sản phNm cơ bản của trao đổi N ở động vật có vú. Gia súc cần lượng nước rất lớn để làm loảng và thải chất cặn bã qua thận, và lượng nước sinh ra do ỗy hoá chất hữư cơ không làm thoả mãn nhu cầu hô hấp và bài tiết. 14 N gười ta tính rằng trong môi trường nóng và khô (260C và 10% Nm) thì gia súc mất 23,5 g nước qua hô hấp trong khi đó chỉ có 12,3 g sinh ra từ trao đổi. Lượng nhiệt tạo ra khoảng 100 kcal. M ột phần nhiệt (13,6%) được bù đắp bởi nhiệt của bốc hơi của nước từ hơi thở. N ếu phần còn lại (86 kcal) thải qua mồ hôi thì chi phí hết 149 ml nước. Do nhu cầu thải chất cặn bã gia tăng khi tiêu hoá protein nên có ảnh hưởng âm tính đên sự bảo tồn nước. Liên quan đến mỡ, Schmidt-N ielsen (1964) chỉ ra rằng trong điều kiện khí hậu khô, tiêu hoá mỡ sinh ra nước ít hơn hydrat cacbon (do tăng nhu cầu hô hấp). Kết quả chung là hydat cacbon cung cấp nhiều nước trao đổi hơn cả protein và mỡ. Đối với động vật ngủ đông, nước trao đổi và hình thành (liên quan đến phân giải mô cơ thể trong khi cân bằng năng lượng âm) có thể đủ cung cấp cho nhu cầu nước của cơ thể để duy trì các chức năng bình thường. 1.3. ước và sự điều chỉnh nhiệt độ cơ thể N ước có nhiều đặc tính làm cho nước có ảnh hưởng rất lớn đến quá trình điều chỉnh thân nhiệt. N hiệt dung cao, tính dẫn nhiệt cao và Nn nhiệt cao của sự bốc hơi của nước cho phép sự tích nhiệt, truyền nhiệt nhanh và mất nhiều nhiệt qua bốc hơi. N hững đặc tính vật lý của nước được làm nổi bật bởi đặc tính sinh lý của gia súc. Tính lỏng của máu và truyền nhanh trong cơ thể, diện tích bề mặt bốc hơi lớn của phổi và diện tích thoát mồ hôi của cơ thể, khả năng giữ chặt tốc độ máu ra khỏi bề mặt cơ thể trong khi bị stres lạnh cũng như các yếu tố khác cho phép gia súc điều chỉnh được nhiệt độ trong khoảng hạn chế trong hầu hết các trường hợp. N hiệt dung của nước cao hơn rõ nhiệt dung các chất lỏng khác. N hiều gia súc dựa vào khả năng làm mát của nước để nhường Nn nhiệt của nó trong quá trình bốc hơi do ra mồ hôi hay thở. Cứ 1 gam nước chuyển từ lỏng sang hơi do ra mồ hôi hay thở thu hút 580 kcal nhiệt. Trong khi đó để làm nóng 1 gam nước đóng băng đến sôi chỉ cần 117 kcal, điều đó cho thấy sử dụng nước dạng đó có hiệu quả trong ngữ cảnh trao đổi nhiệt. Do khả năng đặc biệt về dự trữ nhiệt, bất cứ thay đổi đột ngột nhiệt độ cơ thể đều được tránh. N ước có tính dẫn nhiệt cao hơn bất cứ chất lỏng nào khác và đó là điều quan trọng cho sự tản nhiệt ở những nơi sâu trong cơ thể. N hiều loại gia súc tản nhiệt nôi sinh và nhiệt hấp thu bằng cách bốc hơi. Ví dụ, người ta nghiên cứu cho thấy ra mồ hôi mất 26%, truyền nhiệt và đối lưu qua da 16%, bốc hơi qua thở 5% của tổng mất nhiệt thuần ở bò đực loài Bos indicus. 1.4. S ự hấp thu nước N ước được hấp thu dễ dàng từ các phần của đường tiêu hoá. ở loài nhai lại, thông thường hấp thu thuần tuý xãy ra ở dạ cỏ và dạ lá sách. ở dạ múi khế của nhai lại hay dạ tuyến của gia súc khác nước và dịch vị cũng được hấp thu lớn. Điều này cũng xãy ra ở tá tràng, nơi có dịch ruột, mật và tuỵ tiết ra nhiều. ở tất cả các loài, hấp thu thuần đều có xãy ra ở hồi tràng, không tràng và manh tràng, và ruột già, nhưng lượng hấp thu rất khác nhau tuỳ loài và khNu phần ăn. M ối quan hệ thNm thấu bên trong các tổ chức có ảnh hưởng lớn đến sự hấp thu. Sau khi ăn, thường có nhiều chất lỏng ở dưỡng chấp; điều này làm tăng áp suất thNm thấu, có thể làm chảy nước vào trong tổ chức đó (như ở dạ cỏ, ruột non) phụ thuộc vào lượng dịch tiêu thụ trước, trong và sau bữa ăn. Cơ chế này cho phép cơ thể duy trì tính ổn định của dưỡng chấp trong suốt ống tiêu hoá. N ếu chất lỏng không lấy từ thức ăn thì sự hấp thu nhanh và hoàn chỉnh hơn do mối quan hệ thNm thấu nói trên. N hiều yếu tố ảnh hưởng sự hấp thu. Ví dụ, polysaccarit như pectin có xu hướng hình thành chất đặc quánh (gel) ở đường ruột. Chất đặc quánh này giữ nước, giảm hấp thu từ đường ruột và gây ra nhuận tràng. Đối với một vài loài gia súc khi ăn các loại xơ không tiêu hoá cũng dẫn tói làm giảm hấp thu nước. Hơn nữa, có vài yếu tố gây diarrhea có thể từ thức ăn, từ độc tố vi khuNn, mối quan hệ thNm thấu hay phản ứng sinh lý khác làm giảm hấp thu nước từ ruột. 15 1.5. ước cơ thể Hàm lượng nước của cơ thể rất khác nhau; nó bị ảnh hưởng lâu dài bởi tuổi của gia súc và lượng mỡ trong mô cơ. Hàm lượng nước cao nhất trong bào thai và ở gia súc sơ sinh, giảm nhanh trong giai đoạn đầu và giảm dần đến khi trưởng thành. Khi biểu thị hàm lượng nước theo khối lượng cơ thể không chứa mỡ thì có giá trị ổn định ở nhiều loài khác nhau như bò, lợn, cừu, chuột, gà và cá. Giá trị đó từ 70-75% và trung bình là 73%. Do mối quan hệ này nên ta có thể ước tính khối lượng cơ thể khi biết hàm lượng nước hoặc mỡ trong cơ thể. N ước cơ thể có thể ước tính theo cách nhuộm hay đồng vị phóng xạ của hydro (deutreum oxit hay tritium) bằng cách tiêm vào tỉnh mạch và xác định độ hoà loảng của chất nhuộm hoặc chất phóng xạ. Hàm lượng mỡ có thể tính theo công thức: M ỡ % = 100 - (% nước/0,732) Lượng nước lớn nhất trong cơ thể là ở dịch trong tế bào, có thể đến hoặc hơn 40% khối lượng cơ thể. Hầu hết nước nội bào có trong các mô cơ it hơn trong các mô khác. N ước nội bào tìm thấy trong dịch tế bào kẽ nằm khoảng giữa tế bào và plasma máu, và dịch khác như bạch huyết, hạch dịch. N uớc nội bào ước tính khoảng 1/3 lượng nước cơ thể, trong đó 6% là nước plasma máu. Hầu hết lượng nước còn lại nằm trong chất chứa của đường tiêu hoá và đường niệu. N ước dễ dàng thoát qua màng tế bào và từ tế bào này sang tế bào khác. Sự thoát qua các tế bào được kiểm soát bởi sự khác nhau về áp suât thNm thấu hay áp suất thuỷ tỉnh, và đó là sự hấp thu bị động không cần năng lượng cho sự chuyển động này. N uớc hấp thu từ đường ruột đi vào dịch nội bào trong máu và bạch huyết. Thể tích máu được điều chỉnh bởi N a cơ thể - cation chủ yếu trong huyết tương máu. Thể tích và áp suất thNm thấu của dịch nội bào được điều chỉnh bởi sự khát và hormon chống lợi tiểu sản ra từ tuyến yên, và yếu tố nội tiết khác dưới sự điều khiển của tuyến thượng thận và thận, sự tái hấp thu nước bởi thận nhơ vậy điều khiển sự mất nước. Sự khác nhau về lượng nước lấy vào và thải ra điều chỉnh nồng độ thNm thấu. Rối loạn sinh lý hay bị bệnh (sốt, ỉa lỏng) có thể gây nên sự mất nước cơ thể hoặc tích tụ nước thừa trong cơ thể (phù nề) do lỗi của hệ tuần hoàn hay hoạt động của tuyến thượng thận. 1.6. Thay đổi nước (Water turnover) Thay đổi nước là thuật ngữ dùng biểu thị tỷ lệ mà nước có thể được bài thải và được thay mới trong biểu mô. Sử dụng nước đánh dấu tritium để dự đoán thời gian thay đổi ở các loại gia súc khác nhau. ở bò, giá trị 1/2 đời (thời gian để 1/2 tritium mất khỏi cơ thể) khoảng 3,5 ngày. Gia súc dạ dày đơn có thời gian thay đổi nhanh hơn vì có ít nước hơn trong đường tiêu hoá. Thay đổi nước chịu ảnh hưởng lớn bởi yếu tố khí hậu nhu nhiệt độ, độ Nm, và ăn các hợp chất hoá học như muối ăn đã làm tăng bài thãi nước tiểu và phân. 1.7. guồn nước N ước cung cấp cho các mô cơ thể từ (1) nguồn nước uống, (2) nước chứa trong thức ăn, (3) nước trao đổi, (4) nước giải phóng từ các phản ứng trao đổi như từ amino axit thành peptit và (5) nước từ quá trình dị hoá khi có cân bằng âm về năng lượng. Tầm quan trọng của các nguồn nước phụ thuộc loài gia súc, khNu phần, tập tính và khả năng bảo tồn nước trong cơ thể. M ột vài loài chuột sa mạc không cần nước uống trừ vài trường hợp cần, nhưng điều này khác với gia súc. Lượng nước có từ thức ăn gia súc ăn vào biến động rất khác nhau, ví dụ: 5-7% cỏ trưởng thành và cỏ khô và khoảng 90% ở cỏ non hoặc thuỷ sinh. M ột ví dụ về tiêu thụ nước trình bày ở bảng 2. Trong trường hợp này, cừu nuôi ở trong chuồng ở nhiệt độ ổn định. Lượng nước trong thức ăn 50 g/ngày và cừu uống đến 88% tổng 16 lượng nước còn nước trao đổi được tính vào khoảng 9-10%. Tổng lượng nước lấy vào 2,95 g/g thức ăn trong tháng 6 và 2,31 g trong tháng 9. Lượng nước được cung cấp từ cỏ xanh rất có giá trị. Số liệu bảng 3 cho thấy quan hệ giữa hàm lượng nước của cỏ với lượng nước tự do tiêu thụ của cừu. Cừu chỉ uống rất ít nước khi độ Nm của cỏ trên 65-70%. Bảng 2.2. Trao đổi nước của cừu nuôi nhốt ở nhiệt độ 20-260C (Wallace và CTV, 1972 Tháng lấy thức ăn Tháng 6 Thưc ăn tiêu hóa Chất khô (g/ngày) Protein thô (g/ngày) N ăng lượng trao đổi (M cal/ngày) ước lấy vào Uống (g/ngày) % so tổng số N ước trong thức ăn (g/ngày) % so tổng số N ước trao đổi (g/ngày) % so tổng số Tổng (g/ngày) ước thải Trong phân (g/ngày) % so tổng số Trong nước tiểu (g/ngày) % so tổng số Bay hơi (g/ngày) % so tổng số Tổng (g/ngày) Tháng 9 795 122 2,00 789 50 1,39 2093 87,8 51 2,1 240 10,1 2384 1613 88,1 50 2,7 167 9,1 1830 328 13,8 788 33,0 1268 53,2 2384 440 24,0 551 30,1 839 45,9 1830 Bảng 2.3 Quan hệ giữa nước uống và độ Nm của cỏ ăn vào (Hyder và CTV, 1968) N ước uống (l/kg chất khô) 3,7 3,6 3,3 3,1 2,9 2,3 2,0 1,5 0,9 Độ Nm của cỏ (%) 10 20 30 40 50 60 65 70 75 1.8. S ự mất nước Sự mất nước khỏi cơ thể qua phân, nước tiểu và con đường không thấy (qua bốc hơi khi thở, thấm qua da), và mồ hôi từ tuyến mồ hôi trong thời tiết nóng ấm. M ất mát qua phổi, da và thận xãy ra liên tục và với tốc độ khác nhau. M ất qua nước tiểu và phân cũng xãy ra liên tục. 17 N ước thải qua nước tiểu đóng vai trò như là dung môi cho các sản phNm thải qua thận. M ột số loài có khả năng rất lớn trong việc cô đặc nước tiểu. Trong một vài trường hợp, độ đậm đặc của nước tiểu liên quan đến loại hợp chất thải ra. Ví dụ như, gia cầm thải ra nhieeuf axit uric hơn ure là những sản phNm cuối cùng của trao đổi protein. Gia cầm thải nước tiểu ở dạng đặc quánh, chứa hàm lượng nước rất thấp. Tuy nhiên, động vật có vú không thể cô đặc nước tiểu như gia cầm được. Gia cầm có ưu điểm hơn nữa là sản phNm axit uric tạo ra lượng nước trao đổi lớn hơn ure. Thận của hầu hết các loại rất linh hoạt trong việc thải nước. Lượng thấp nhất cần thải (nước cưỡng bách) thường vượt quá chấp nhận khi nước lấy vào bị giới hạn. Tiêu thụ lượng nước thừa trong khi bị stress nhiệt hay lợi tiểu (như bị tác động của cafein và rượu ở người) có thể tăng đáng kể sự thải nước của thận. Trong các loại gia súc, gia cầm độ đậm đặc của nước tiểu phụ thuộc vào loại hợp chất thải ra. Lượng hợp chất đó thường là clorit và cacbonat. Ví dụ về sự mất nước qua nước tiểu ở bảng 2 và 6. Khi cho cừu ăn thức ăn khô, mất nước qua nước tiểu là 30-33% (bảng 2). Cho bò sữa uống nước tự do hay hạn chế và có bị stress nhiệt, thì thể tích nước tiểu giới hạn từu 10 đến 30 l/ngày và từ 24 đến 43% lượng nước thải ra. M ất mát nước qua phân ở người thường chiếm 7-10% của lượng nước thải qua nước tiểu. Ở nhai lại như bò, mất nước qua phân thường vượt quá mất qua nước tiểu ngay cả khi không có tres nhiệt. Các loài khác nằm trung gian giữa người và nhai lại. Gia súc ăn nhiều thức ăn xơ thường thải nhiều nước qua phân, và phân có dạng viên (như cừu, dê, nai) và khô thường thích ứng với khí hậu khô và sự hạn chế nước khắt khe hơn loài không thải phân dạng viên. Sự mất nước không nhìn thấy cũng khá nhiều so với các dạng khác, đặc biệt ở khí hậu ôn đới khi không có mồ hôi hoặc ở các loại động vật không có mồ hôi. Ví dụ, cừu nuôi trong cũi hô hấp mất 45-55% tổng lượng nước qua con đường không nhìn thấy, trong khí đó ở người là 30-35%. M ột dẫn chứng cho thấy, khi gia súc hit không khí vào phổi có thể rất khô, nhưng khi thở ra mang khoảng 90% nước. M ất nước qua da không đáng kể. M ất nước qua mồ hôi rất lớn ở các loại gia súc như ngựa và người, những đối tượng có tuyến mồ hôi phân bố khắp cơ thể. Thoát mồ hôi là hiện tượng mất nhiệt của cơ thể và có thể nói có hiệu quả 400% so với mất nhiệt qua hô hấp. N hững loại gia súc chịu nhiệt có tuyến mồ hôi phát triển. Điều này giải thích tại sao bò Bos indicus chịu nhiệt hơn Bos tarus. N hững loài có tuyến mồ hôi phát triển kém thì phải giữ mát cho cơ thể bởi thở hỗn hển (chó, gia cầm), hay tìm chổ mát hoặc nước để làm mát cơ thể. Bảng 2.4. Ảnh hưởng khNu phần và mức nuôi dưỡng đến lượng nước uống của bò tơ Holstein Chất khô ăn vào (kg/100 kg khối lượng) N ước từ thức ăn (kg/kg thức ăn khô) N ước uống (kg/kg thức ăn khô) Tổng số (kg/kg thức ăn khô) N ước tiểu (kg/kg thức ăn khô) Loại cỏ và mức nuôi dưỡng Cỏ khô Cỏ ủ chua Tự do Duy trì Tự do Duy trì 2,06 1,24 1,70 1,15 0,11 0,12 3,38 3,38 3,36 3,66 1,55 1,38 3,48 3,79 4,93 4,76 0,93 1,14 1,85 1,68 1.9. Điều chỉnh uống nước Điều chỉnh uống nước là quá trình sinh lý phức tạp. N ó được mang lại do sự khử nước của biểu mô cơ thể. Tuy nhiên, uống cũng có thể xuất hiện khi không cần lập nước tế bào. Khi động vật khát nước, chu chuyển nước bọt bị giảm và độ khô của mồm và cổ có thể kích thich uống-mối quan hệ mà có thể gián tiếp làm giảm thể tích huyết tương. Thông tin khác 18 cho thấy chu chuyển nước bọt không phải là yếu tố chính khởi động uống nước của gia súc. Sự nhạy cảm của khoang miệng được tham gia có thể do ảnh hưởng của chât nhận cảm áp lực thNm thấu ở miệng. Ví dụ, chó đặt ống thông thực quản sẽ dừng uống sau khi giả bộ uống một lượng nước bình thường. Tuy nhiên, uống giả bộ sẽ được lặp lại trong vài phút. Đây là bằng chứng phong phú rằng tốc độ nước chảy qua mồm đã được yêu cầu cảm giác thoả mãn, bởi vì để nước vào mồm bởi một ống để cho gia súc không nghĩ ngơi và không thoải mái. Hầu hết động vật nuôi uống nước trong hoặc sau bữa ăn nước để nước gần thức ăn. Tần số uống tăng trong điều kiện khí hậu nóng. Trong khi nuôi thành đàn ở vài nơi của Châu Phi và ấn độ bò, cừu và dê có thể được uống nước 3 ngày một lần. Tần số này không đủ để cho năng suất tối đa, nhưng năng suất tối đa không phải là mục tiêu trong điều kiện khăc nghiệt này. II. HU CẦU ƯỚC N hu cầu nước của từng loại gia súc rất khó phác hoạ trừ một số trường hợp đặc biệt. Điều đó là vì nhiều yếu tố thức ăn, môi trường ảnh hưởng đến lượng nước hấp thu và bài tiết và vì nước cũng rất quan trọng trong việc điều chỉnh nhiệt độ cơ thể. Các yếu tố khác như khả năng bảo tồn nước hoặc gia súc ở các trạng thái hoạt động khác nhau như tiết sữa, mang thai.. ảnh hưởng đến nhu cầu nước. Được biết rã rằng tiêu thụ nước liên quan đến sản lượng nhiệt sản sinh và có khi đến tiêu thụ năng lượng. N hu cầu nước có thể liên quan đến diện tích bề mặt cơ thể trong trường hợp không bị các stres. Lúc mà nhiệt độ môi trường không gây ra stres nhiệt thì giữa tiêu thụ chất khô thức ăn và tiêu thụ nước có quan hệ tuyến tính. Tuy nhiên, khi nhiệt độ đạt đến giới hạn gây stres thì tiêu thụ thức ăn có khuynh hứơng giảm và tiêu thụ nước tăng đáng kể. M ột ví dụ được chỉ ra ở đồ thị 1. N hu cầu nước trên đơn vị khối lượng thức ăn của bò Bos tauros 2,9 l/kg vật chất khô tiêu thụ ở 400F (15,30C) đến khoảng 18 l/kg ở 1000F (380C). 2.1. Yếu tố khvu phần ăn Vật chất khô ăn vào quan hệ chặt chẽ với lượng nước tiêu thụ ở nhiệt độ thích hợp. Hàm lượng nước của thức ăn ăn vào cũng ảnh hưởng đến tổng lượng nước lấy vào. Khi cỏ còn rất non với hàm lượng nước rất cao thì dẫn đến lượng nước tiêu thụ nhiều hơn yêu cầu. Mức protein cao cũng làm tăng lượng nước lấy vào vì thải protein thừa dạng ure qua nước tiểu lớn hơn. Khi ure được sử dụng làm nguồn thức ăn chính cho nhai lại vài triệu chứng cho thấy lượng nước tiểu sản ra nhiều hơn lượng N tương đương dưới dạng protein đậu tương thuần. Gia súc non chỉ bú sữa cần gia tăng nước uống đặc biệt trong mùa nóng. M ặc dù sữa có tới 80-88% nước, hàm lượng protein cao làm cho sự mất mát nước bắt buộc qua nước tiểu cao và nếu không cho uống thêm nước thì sinh trưởng bị giảm. Tăng lượng mỡ ăn vào cũng tăng lượng nước lấy vào. Thức ăn như cỏ ủ silô làm tăng lượng nước ăn vào và tăng thải nước tiểu (Bảng 2.4). Có thể lượng nước thừa được sử dụng vì bò nuôi bằng cỏ ủ silô cũng thải ra nhiều nước tiểu. M ột bằng chứng rõ ràng là ăn muối ăn hoặc các loại muối khác tăng tiêu thụ và thải nước đáng kể ở các loại gia súc khác nhau. M ột số muối có thể gây ỉa lỏng và thải ra một lượng nước lớn trong phân như N aCl, được hấp thụ hoàn toàn, hình thành thải nhiều nước tiểu hơn; sự khử nước của biểu mô xuất hiện nếu nước không được cung cấp. 2.2. Yếu tố môi trường N hiệt độ cao, như đã đề cập như trên, là yếu tố chính làm tăng lượng nước ăn vào. Cùng với nhiệt độ là Nm độ cao cũng là yếu tố tăng nhu cầu nước vì sự mất nhiệt gây ra do bốc hơi khỏi bề mặt cơ thể và phổi được giảm cùng Nm độ cao. Ở một vài loại gia súc, thiết kế và phương tiện cung cấp nước làm ảnh hưởng lượng ăn vào vì làm sạch bể chứa. Ở gia súc chăn thả, khoảng cách giữa bãi chăn và nguồn nước ảnh 19 hưởng đến tần số uống nước và lượng nước tiêu thụ; như khoảng cách lớn gia súc uống nước ít lần và lượng nước uống trong 24 giờ cũng ít đi. 20